高音号筒和音箱的制作方法

1.本实用新型涉及音频技术领域，特别涉及一种高音号筒和音箱。


背景技术：

2.音箱是音响系统的终端，一般包括扬声器和用于容置扬声器的箱体，其中，扬声器能够接收包含声音信息的电信号，并推动周围的空气从而产生声波。人耳能够听到的声波的频率在20hz(赫兹)到20khz(千赫兹)之间，按习惯地划分，频率在160hz以下的声音信号属于低音信号，低音信号影响着声音的丰满度、浑厚度和力度；频率在160hz至1280hz之间的声音信号属于中音信号，是所有乐器与人声出现最频繁的频段，也是人耳听觉最灵敏的频段，影响声音的明亮度、清晰度和透明度；频率在1280hz以上的声音信号属于高音信号，影响着对自然乐器音色还原的质感和真实度。能否同时且清晰地在用户的耳中还原出各频段的声音信号是评价音箱性能的重要指标。由于扬声器的频响范围是有限的，因此在现有技术中，会在同一个音箱内使用具有不同频响范围的扬声器对不同频率的声音信号进行还原。然而由于高音信号的频率高于低音信号，当用相同功率的电信号驱动高音扬声器和低音扬声器时，高音扬声器的振幅往往会小于低音扬声器的振幅，造成高音信号的音量小于低音信号的音量，影响用户体验。通过在音箱中设置号筒能够增加高音扬声器的电声转换效率，提高高音信号的音量，但是由于音箱的体积有限，因此号筒的体积不能太大，否则会对低音扬声器造成干涉，妨碍低音信号的传输，这就制约了对高音信号电声转换效率的提高。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种高音号筒和音箱，结构简单，既能够提升高音信号的声电转换效率，又能够避免对低音信号的干扰。
4.根据本实用新型第一方面实施例的高音号筒，包括：
5.波导体，所述波导体设置有进声口、第一出声口和声流腔，所述进声口、所述第一出声口和所述声流腔连通，所述波导体靠近所述进声口的一端用于与声源连接；
6.号角体，所述号角体的一端与所述波导体靠近所述第一出声口的一端连接，所述号角体的另一端设置有若干个通孔，所述通孔形成第二出声口，所述号角体用于改变高音信号的传播方向，所述第二出声口用于让低音信号通过。
7.根据本实用新型第一方面实施例的高音号筒，至少具有如下有益效果：
8.本实用新型的高音号筒包括波导体和号角体，波导体设置有进声口、第一出声口和声流腔，进声口、声流腔和第一出声口依次连通并构成可以让声音信号通过的通道。波导体靠近进声口的一端与声源连接，声源产生的声音信号依次经过进声口、声流腔和第一出声口后输出至号角体，波导体能够调节声源的声阻，提高声源的电声转换效率，同时，波导体对声音信号进行汇聚并将从声源处产生的球面波状的声音信号转换成从第一出声口输
出的柱面波状的声音信号，提高声源所产生的声音信号的音量、传播距离和指向性。号角体的一端与波导体靠近第一出声口的一端连接，号角体的另一端设置有若干个通孔，通孔形成第二出声口，号角体对从第一出声口输出的高音信号起到汇聚和导向的作用，能够增加高音信号的传播距离和提高高音信号的指向性，第二出声口能够让低音信号通过，避免号角体对低音信号的削弱。由此可见，本实用新型的高音号筒结构简单，既能够提升高音信号的声电转换效率，又能够避免对低音信号的干扰。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述通孔的最小孔径小于所述高音信号的最大波长的二分之一。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述通孔的数量至少为两个，相邻两个所述通孔的孔壁之间的最小距离小于所述低音信号的最小波长的二分之一。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述通孔的形状为条形，所述通孔相互平行且沿所述通孔的宽度方向等间距地排列，所述通孔在所述号角体的表面形成栅状的所述第二出声口。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述通孔的长度从所述第二出声口的中部向所述第二出声口的两侧递减，各个所述通孔的一端平齐，各个所述通孔的另一端使得所述第二出声口呈现出弧状的边缘。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述第二出声口两侧的所述号角体上设置有挡板。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述第一出声口的形状为长方形，所述号角体对称地分布于所述第一出声口的两侧，所述号角体远离所述波导体的一端朝远离所述波导体轴线的方向弯曲。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述波导体包括外壳和阻隔单元，所述外壳内设置有容纳腔，所述阻隔单元设置于所述容纳腔内并与所述外壳连接，所述阻隔单元与所述外壳之间形成所述声流腔，所述声流腔的形状为端点指向所述进声口且底面和侧壁被两个切面切割的圆锥体。
16.根据本实用新型第二方面实施例的音箱，包括：
17.箱体；
18.第一扬声器，与所述箱体连接；
19.第二扬声器，设置于所述箱体内；
20.上述第一方面实施例的高音号筒，所述号角体设置于所述箱体的外部，所述第一扬声器产生的声音信号可以穿过所述号角体，所述波导体设置于所述箱体的内部，所述波导体靠近所述进声口的一端与所述第二扬声器连接，所述第一出声口与所述箱体的外部连通。
21.根据本实用新型第二方面实施例的音箱，至少具有如下有益效果：
22.本实用新型的音箱包括箱体、第一扬声器、第二扬声器和上述第一方面实施例的高音号筒。第一扬声器与箱体连接，可以用于产生低音信号，第二扬声器设置于箱体内，可以用于产生高音信号。高音号筒的号角体设置于箱体的外部，号角体上设置有由通孔构成的第二出声口，第一扬声器产生的低音信号在传播时可以穿过第二出声口，使号角体不会对第一扬声器产生负面影响。高音号筒的波导体设置于箱体的内部，波导体靠近进声口的
一端与第二扬声器连接，第一出声口与箱体的外部连通，号角体的一端与波导体靠近第一出声口的一端连接，波导体能够调节第二扬声器的声阻，提高第二扬声器的电声转换效率，同时，波导体对第二扬声器产生的高音信号进行汇聚并将从第二扬声器处产生的球面波状的高音信号转换成从第一出声口输出的柱面波状的高音信号，提高第二扬声器所产生的高音信号的音量、传播距离和指向性，号角体对从第一出声口输出的高音信号起到汇聚和导向的作用，能够增加高音信号的传播距离和提高高音信号的指向性。由此可见，本用新型的音箱结构简单，既能够提高第二扬声器的声电转换效率，又能够避免对第一扬声器的干扰，在不影响低音效果的情况下提高高音音效，有利于提升用户体验。
23.根据本实用新型的一些实施例，所述第一扬声器关于所述第一出声口对称分布，所述号角体远离所述波导体的一端遮挡于所述第一扬声器的一面，所述第二出声口的形状与所述第一扬声器的形状匹配。
24.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
25.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
26.图1为本实用新型的一个实施例提供的高音号筒的整体示意图；
27.图2为本实用新型的另一个实施例提供的高音号筒的整体示意图；
28.图3为本实用新型的另一个实施例提供的高音号筒的分解示意图；
29.图4为本实用新型的另一个实施例提供的高音号筒的剖视示意图；
30.图5为本实用新型的一个实施例提供的音箱的整体示意图；
31.图6为本实用新型的另一个实施例提供的音箱的分解示意图。
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
33.在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
34.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
35.下面结合附图详细描述本实用新型第一方面实施例的高音号筒。
36.参照图1、图2、图3和图4，本实用新型的一个实施例提供了一种高音号筒，包括波导体400和号角体100，波导体400设置有进声口411、第一出声口412和声流腔413，进声口411、声流腔413和第一出声口412依次连通并构成可以让声音信号通过的通道。波导体400
靠近进声口411的一端与声源连接，声源产生的声音信号依次经过进声口411、声流腔413和第一出声口412后输出至号角体100，波导体400能够调节声源的声阻，提高声源的电声转换效率，同时，波导体400对声音信号进行汇聚并将从声源处产生的球面波状的声音信号转换成从第一出声口412输出的柱面波状的声音信号，提高声源所产生的声音信号的音量、传播距离和指向性。号角体100的一端与波导体400靠近第一出声口412的一端连接，号角体100的另一端设置有若干个通孔110，通孔110形成第二出声口120，号角体100对从第一出声口412输出的高音信号起到汇聚和导向的作用，能够增加高音信号的传播距离和提高高音信号的指向性，第二出声口120能够让低音信号通过，避免号角体100对低音信号的削弱。由此可见，本实施例的高音号筒结构简单，既能够提升高音信号的声电转换效率，又能够避免对低音信号的干扰。
37.进一步地，通孔110的最小孔径(a)小于声源输出的高音信号的最大波长的二分之一，使通孔110不会改变高音信号的传播方向，号角体100对高音信号起到汇聚和导向的作用，使高音信号沿着号角体100所设定的路径传播，增加高音信号的传播距离，改善高音信号的方向性。由此可见本实用新型的高音号筒不但结构简单，并且能够提高声源产生的高音信号到达人耳的音量，有效提高声源的电声转换效率以及用户体验。在本实施例中，高音信号的最大波长值取决于高音信号频率下限值，一般地，对于音频信号而言，频率在1280hz以上的声音信号属于高音信号，高音信号的最低频率为1280hz，在声波传输速度为340米/秒的前提下，则通孔110的最小孔径应小于13.28厘米。需要说明的是，对于低音信号、中音信号和高音信号的分界点的定义会随着音频领域的研究发展或认知的不同而发生变化，对于高音信号和低音信号的分界点还可以根据产品的实际工作情况进行划分，因此本实施例中对通孔110的最小孔径的计算只是示例性的，而非对通孔110的最小孔径的具体尺寸作限定，本领域的技术人员还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
38.进一步地，通孔110的数量为九个，相邻的两个通孔110的孔壁之间的最小距离(b)小于低音信号的最小波长的二分之一。通过在本实施例中设置多个通孔110，并且使各个通孔110的孔壁之间的间隔小于低音信号的最小波长的二分之一，可以使低音信号在通孔110处发生衍射并通过通孔110绕过号角体100，避免号角体100削弱低音信号，在改善高音信号的同时，不会影响低音信号的传播，有效提高电声转换效率。在本实施例中，低音信号的最小波长值取决于低音信号频率上限值，一般地，对于音频信号而言，频率低于160hz的声音信号属于低音信号，低音信号的最高频率为160hz，在声波传输速度为340米/秒的前提下，则通孔110的孔壁之间的间隔应小于1.063米。需要说明的是，对于低音信号、中音信号和高音信号的分界点的定义会随着音频领域的研究发展或认知的不同而发生变化，对于高音信号和低音信号的分界点还可以根据产品的实际工作情况进行划分，因此本实施例中对通孔110的孔壁之间的间隔的计算只是示例性的，而非对通孔110的孔壁之间的间隔的具体尺寸作限定；还需要说明的是，在本实施例中通孔110的数量为九个，但并非对通孔110的数量作限定，本领域的技术人员还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
39.进一步地，通孔110的形状为条形，各个通孔110相互平行且沿通孔110的宽度方向等间距地排列，通孔110在号角体100的表面形成栅状的第二出声口120。第二出声口120不会改变高音信号的传播方向并且不会削弱号角体100对高音信号的导向作用；低音信号在通孔110处发生衍射，并穿过第二出声口120继续传播，因此第二出声口120不会阻碍低音信
号的传播。
40.进一步地，通孔110的长度从第二出声口120的中部向第二出声口120的两侧递减，各个通孔110远离波导体400的一端平齐，而各个通孔110的另一端则使得第二出声口120形成弧状的边缘，从而使第二出声口120能够与振膜的边缘相匹配，尤其是与圆形的振膜的边缘相匹配。本实施例的高音号筒的第二出声口120的形状与市面上大部分扬声器产品的振膜形状相匹配，当号角体100遮挡在这些扬声器的振膜的前方时，能够充分地使扬声器产生的低音信号穿过号角体100并继续传播，减少号角体100对低音信号的影响。
41.进一步地，在第二出声口120两侧的号角体100上设置有挡板130，挡板130能够加强被号角体100遮挡的振膜的声阻，提高振膜的电声转换效率，避免号角体100对声音信号的削弱。
42.进一步地，第一出声口412的形状为长方形，高音信号从第一出声口412处以柱面波的形式输出。号角体100对称地分布于第一出声口412的两侧，号角体100远离波导体400的一端朝远离波导体400轴线的方向弯曲，号角体100与第一出声口412形成对高音信号产生导向作用的号筒结构，使高音信号的传播具有方向性，增加高音信号的传播距离和提高高音信号的音量。
43.进一步地，波导体400包括外壳420和阻隔单元430。外壳420包括第一壳体421和第二壳体422，第一壳体421和第二壳体422连接并形成容纳腔，容纳腔靠近声源的一端为进声口411，容纳腔远离声源的一端为第一出声口412。在阻隔单元430的侧壁上设置有连接翼431，连接翼431嵌入至第一壳体421和第二壳体422共同形成的固定槽414内，外壳420通过固定槽414和连接翼431使阻隔单元430固定在容纳腔内，阻隔单元430的侧壁与外壳420的内壁共同形成声流腔413。阻隔单元430与容纳腔的腔体同轴设置，容纳腔的腔体和阻隔单元430的形状为端点指向进声口411且底面和侧壁被两个切面切割的圆锥体，容纳腔的腔体和阻隔单元430的形状使得声流腔413的形状呈现出端点指向进声口411且底面和侧壁被两个切面切割的圆锥体。阻隔单元430和外壳420能够改变声源输出的声音信号的流动方向，在声流腔413靠近进声口411的一端形成了调节声阻的号筒结构，能够提高声源的电声转换效率；声流腔413靠近第一出声口412的一端对声音信号起到了汇聚的作用，能够将以球面波传播的声音信号转换成柱面波，从而增加了声音的传播距离，提高声音信号的音量和指向性，提高声源的电声转换效率。
44.下面结合附图详细描述本实用新型第二方面实施例的音箱。
45.参照图5和图6，本实用新型的一个实施例提供了一种音箱，包括箱体200、第一扬声器300、第二扬声器500和上述第一方面实施例的高音号筒。在箱体200上设置有安装孔210，第一扬声器300设置在安装孔210内并与箱体200连接，第一扬声器300用于产生低音信号。第二扬声器500设置于箱体200内，第二扬声器500用于产生高音信号，第二扬声器500与波导体400靠近进声口411的一端连接。高音号筒的号角体100设置于箱体200的外部，号角体100的一端与波导体400靠近第一出声口412的一端连接，号角体100的另一端设置有由通孔110构成的第二出声口120，号角体100设置有第二出声口120的一端部分地遮挡于第一扬声器300的远离箱体200内部的一面，第一扬声器300产生的低音信号可以穿过第二出声口120并继续传播，第二出声口120使号角体100不会降低第一扬声器300的音量。高音号筒的波导体400设置于箱体200的内部，波导体400包括外壳420和阻隔单元430，外壳420包括第
一壳体421和第二壳体422，第一壳体421和第二壳体422连接并形成容纳腔，容纳腔靠近第二扬声器500的一端为进声口411，第二扬声器500与外壳420连接，容纳腔远离第二扬声器500的一端为第一出声口412，第一出声口412与箱体200的外部连通，号角体100与外壳420连接，阻隔单元430固定在容纳腔内，阻隔单元430的侧壁与外壳420的内壁共同形成声流腔413，第二扬声器500产生的高音信号依次通过进声口411、声流腔413和第一出声口412输出至号角体100。阻隔单元430能够调节第二扬声器500的声阻，提高第二扬声器500的电声转换效率；声流腔413对第二扬声器500产生的高音信号进行汇聚和传输，并将从第二扬声器500处产生的球面波信号转换成从第一出声口412输出的柱面波信号，提高第二扬声器500所产生的高音信号的音量、传播距离和指向性；号角体100对从第一出声口412输出的高音信号起到汇聚和导向的作用，能够增加高音信号的传播距离和提高高音信号的指向性。由此可见，本用新型的音箱结构简单，既能够提高第二扬声器500的声电转换效率，又能够避免对第一扬声器300的干扰，在不影响低音效果的情况下提高高音音效，有利于提高对自然声音的还原效果和提升用户体验。
46.进一步地，安装孔210和第一扬声器300的数量为两个，安装孔210和第一扬声器300关于第一出声口412对称分布，号角体100对称地分布于第一出声口412的两侧，号角体100远离波导体400的一端分别遮挡于第一扬声器300的远离箱体200内部的一面。号角体100远离波导体400的一端设置有形状与第一扬声器300的被遮挡部分的振膜形状相匹配的第二出声口120，第一扬声器300输出的低音信号能够穿过第二出声口120并继续传播。号角体100既能够对高音信号产生导向作用，又不影响低音信号的传播，由此可见，将第二扬声器500设置于两个第一扬声器300之间，可以使音箱的结构紧凑，并且可以减少音箱的体积，使本实施例的音箱易于布置在各种应用场合。需要说明的是，在本实施例中，以两个第一扬声器300和一个第二扬声器500为例说明了本实用新型的技术方案，然而本实施例仅是示例性的，而非对第一扬声器300和第二扬声器500的数量进行限制，例如第一扬声器300的数量还可以是一个或多个，当第一扬声器300的数量为多个时，第一扬声器300和号角体100可以绕第二出声口120的周向设置，这样同样能够达到使音箱的结构紧凑和体积小的技术效果，本领域普通技术人员还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
47.由于本实用新型实施例的音箱包括了如上述任一项实施例中的高音号筒，因此，本实用新型实施例的音箱具备如上述任一项实施例中的高音号筒所带来的技术效果，所以，本实用新型实施例的音箱的具体技术效果，可参照上述任一项实施例中的高音号筒的技术效果，此处不再赘述。
48.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。